(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の殻体内に回転軸を設け、該回転軸の外周に伝達体をトマリバメ状態に嵌合し、前記伝達体は、一端にフランジ部を、他端に過負荷が発生した場合にトルクの伝達を絶つ手段に接続された押圧体を設け、中間に半円筒形の中間部が形成され、該中間部に環状形スプリングが挿入されており、前記環状形スプリングには、その両端部のそれぞれに位相をずらして突起が形成され、内周は、前記回転軸にシマリバメ状態に嵌合されて、両端面は、前記フランジ部と押圧体の内側端面に圧接状態に挿入されており、トルク静止ストッパーが、前記環状形スプリングの２個の突起の間に位置して前記殻体の内側から突出して設けられており、前記環状形スプリングのいずれかの突起に当接できるように構成されていることを特徴とするトルク制御装置。
【請求項２】
円筒形の殻体内に回転軸を設け、該回転軸の外周に伝達体をトマリバメ状態に嵌合し、前記伝達体は、一端にフランジ部を、他端にボール受部が形成された押圧体を設け、中間に半円筒形の中間部が形成され、該中間部に環状形スプリングが挿入されており、前記環状形スプリングには、その両端部のそれぞれに位相をずらして突起が形成され、内周は、前記回転軸にシマリバメ状態に嵌合されて、両端面は、前記フランジ部と押圧体の内側端面に圧接状態に挿入されており、トルク静止ストッパーが、前記環状形スプリングの２個の突起の間に位置して前記殻体の内側から突出して設けられており、前記環状形スプリングのいずれかの突起に当接できるように構成されており、前記押圧体のボール受部にはボールが挿入され、該ボールを介して受圧体が設けられ、該受圧体の背面と前記殻体の内端面との間に圧接状態にコイルスプリングまたは皿バネが挿入されていることを特徴とするトルク制御装置。
【請求項３】
円筒形の殻体内に回転軸を設け、該回転軸の外周に伝達体をトマリバメ状態に嵌合し、前記伝達体は、一端にフランジ部を、他端に凸状の角錐形部分が形成された押圧体を設け、中間に半円筒形の中間部が形成され、該中間部に環状形スプリングが挿入されており、前記環状形スプリングには、その両端部のそれぞれに位相をずらして突起が形成され、前記回転軸にシマリバメ状態に嵌合されて、両端面は、前記フランジ部と押圧体の内側端面に圧接状態に挿入されており、トルク静止ストッパーが、前記環状形スプリングの２個の突起の間に位置して前記殻体の内側から突出して設けられており、環状形スプリングのいずれかの突起に当接できるように構成されており、前記押圧体の凸状の角錐形部分に対向してこれと係合する凹状の角錐形部分を具えた受圧体が設けられ、該受圧体の背面と前記殻体の内端面との間に圧接状態にコイルスプリングまたは皿バネが挿入されていることを特徴とするトルク制御装置。
【請求項４】
前記殻体の外周に設けたネジに螺合されており、回転させることにより殻体の軸方向に移動自在に嵌挿され、内端面がコイルスプリングまたは皿バネと殻体の内端面の間に設けられた調整子と接するトルク調整ダイヤルが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のトルク制御装置。
【請求項５】
前記殻体の端部にドリルチャックを装着できる構成としたとを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のトルク制御装置。
【請求項６】
前記殻体の前部外周に設けたネジに螺合されており、回転させることにより殻体の軸方向に移動自在に嵌挿され、内端面がコイルスプリングまたは皿バネと殻体の内端面の間に設けられた調整子と接するトルク調整ダイヤルが設けられており、前記回転軸はトルク調整ダイヤルを貫通したものとしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のトルク制御装置。
【請求項７】
前記回転軸の先端部にドリルチャックを装着できる構成としたことを特徴とする請求項６に記載のトルク制御装置。
【請求項８】
前記殻体の後端部にモールステーパーやブラウンシャープテーパー等のテーパー部を形成したことを特徴とする請求項７に記載のトルク制御装置。
【請求項９】
前記フランジ部および押圧体の内周には、オイルレスメタルで構成されたブッシュが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のトルク制御装置。
【請求項１０】
前記環状形スプリングが、スプリング本体の両端部を内側に曲げた突出部を設け、これを別部材である突起を形成した環状リングに差し込んで一体のものであることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源である回転軸に挿入され、過負荷が発生した場合にトルクの伝達を解除する機能を果たすトルク制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トルク伝達を行う接合部分にスチールボールを用いるトルク制御装置は従来から知られている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、トルク伝達を行う接合部分に耐熱摩擦板を用いるトルク制御装置についても、従来から知られている（例えば特許文献３、４参照）。
【特許文献１】特公平７−６５５０号公報
【特許文献２】特開平７−１４８６６９号公報
【特許文献３】特許第３３７８０９７号公報
【特許文献４】特許第３３７８１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した文献１、２記載のトルク制御装置では、過負荷が発生した場合にスチールボールが押圧力を受けた状態で制止用の窪みから出入りを繰り返し、出入音が騒音となるばかりでなく、振動や摩擦により装置に損傷をきたす。
【０００５】
前記した特許文献３、４記載のトルク制御装置では、過負荷が発生した場合に耐熱摩擦板が押圧力を受けた状態で相互に滑るため、摩擦熱が発生し装置に損傷をきたす。
【０００６】
本発明は、前記の問題を解決することを課題とし、過負荷が発生した場合にスチールボールが押圧力を受けた状態で制止用の窪みから出入りを繰り返さないようにして、騒音、振動、摩擦熱を発生しないようにしたトルク制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するために、トルク制御装置であって、円筒形の殻体内に回転軸を設け、該回転軸の外周に伝達体をトマリバメ状態に嵌合し、前記伝達体は、一端にフランジ部を、他端に過負荷が発生した場合にトルクの伝達を絶つ手段に接続された押圧体を設け、中間に半円筒形の中間部が形成され、該中間部に環状形スプリングが挿入されており、前記環状形スプリングには、その両端部のそれぞれに位相をずらして突起が形成され、内周は、前記回転軸にシマリバメ状態に嵌合されて、両端面は、前記フランジ部と押圧体の内側端面に圧接状態に挿入されており、トルク静止ストッパーが、前記環状形スプリングの２個の突起の間に位置して前記殻体の内側から突出して設けられており、前記環状形スプリングのいずれかの突起に当接できるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前記の課題を解決するために、トルク制御装置であって、円筒形の殻体内に回転軸を設け、該回転軸の外周に伝達体をトマリバメ状態に嵌合し、前記伝達体は、一端にフランジ部を、他端にボール受部が形成された押圧体を設け、中間に半円筒形の中間部が形成され、該中間部に環状形スプリングが挿入されており、前記環状形スプリングには、その両端部のそれぞれに位相をずらして突起が形成され、内周は、前記回転軸にシマリバメ状態に嵌合されて、両端面は、前記フランジ部と押圧体の内側端面に圧接状態に挿入されており、トルク静止ストッパーが、前記環状形スプリングの２個の突起の間に位置して前記殻体の内側から突出して設けられており、前記環状形スプリングのいずれかの突起に当接できるように構成されており、前記押圧体のボール受部にはボールが挿入され、該ボールを介して受圧体が設けられ、該受圧体の背面と前記殻体の内端面との間に圧接状態にコイルスプリングまたは皿バネが挿入されていることを特徴とする構成を採用する。
【０００９】
本発明は、前記の課題を解決するために、トルク制御装置であって、円筒形の殻体内に回転軸を設け、該回転軸の外周に伝達体をトマリバメ状態に嵌合し、前記伝達体は、一端にフランジ部を、他端に凸状の角錐形部分が形成された押圧体を設け、中間に半円筒形の中間部が形成され、該中間部に環状形スプリングが挿入されており、前記環状形スプリングには、その両端部のそれぞれに位相をずらして突起が形成され、前記回転軸にシマリバメ状態に嵌合されて、両端面は、前記フランジ部と押圧体の内側端面に圧接状態に挿入されており、トルク静止ストッパーが、前記環状形スプリングの２個の突起の間に位置して前記殻体の内側から突出して設けられており、環状形スプリングのいずれかの突起に当接できるように構成されており、前記押圧体の凸状の角錐形部分に対向してこれと係合する凹状の角錐形部分を具えた受圧体が設けられ、該受圧体の背面と前記殻体の内端面との間に圧接状態にコイルスプリングまたは皿バネが挿入されていることを特徴とする構成を採用する。
【００１０】
本発明は、前記の課題を解決するために、殻体の外周に設けたネジに螺合されており、回転させることにより前記殻体の軸方向に移動自在に嵌挿され、内端面がコイルスプリングまたは皿バネと前記殻体の内端面の間に設けられた調整子と接するトルク調整ダイヤルが設けられているトルク制御装置を採用する。
【００１１】
本発明は、前記の課題を解決するために、フランジ部および押圧体の内周には、オイルレスメタルで構成されたブッシュが設けられているトルク制御装置を採用する。
【００１２】
本発明は、前記の課題を解決するために、環状形スプリングが、スプリング本体の両端部を内側に曲げた突出部を設け、これを別部材である突起を形成した環状リングに差し込んで一体のものであるトルク制御装置を採用する。
【００１３】
本発明は、前記の課題を解決するために、殻体の端部にドリルチャック等を装着できる構成を採用する。
【００１４】
本発明は、前記の課題を解決するために、殻体の前部外周に設けたネジに螺合されており、回転させることにより殻体の軸方向に移動自在に嵌挿され、内端面がコイルスプリングまたは皿バネと殻体の内端面の間に設けられた調整子と接するトルク調整ダイヤルが設けられており、前記回転軸はトルク調整ダイヤルを貫通したものとし、回転軸の前端部にはドリルチャックを装着できる構成を採用する。
【００１５】
本発明は、前記の課題を解決するために、殻体の後端部ニモールステーパーやブラウンシャープテーパー等のテーパー部を形成した構成を採用する。
【発明の効果】
【００１６】
過負荷が発生してトルクの伝達を絶たれる場合に、回転軸と伝達体とが相対的に空転し、伝達体のボール受部から外れたボールは過負荷が解消されない限り、再びボール受部に戻ることがない。
したがって、従来例のようにボールが窪みから連続的に繰り返し出入りして、異音や振動を発生したり、不都合な部品化の摩擦による発熱により高温となることもないトルク制御装置となった。
【００１７】
伝達体の回転軸との嵌合部には、オイルレスメタルで構成されたブッシュを具えているので、両者が相対的に空転した場合の発熱を防げるトルク制御装置となった。
【００１８】
比較的小径の円筒形であり、かつコンパクトであるため、従来のボール盤のスピンドルに簡単に装着することができるトルク制御装置となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明のトルク制御装置について、実施例を挙げて図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は正面図、図２は平面図、図３は右側面図である。
これらの図に示すごとく、円筒形の殻体１の回転中心に入力軸である回転軸２が挿入されている。
【００２１】
回転軸２は、図示しない駆動源である回転軸に挿入できる構成となっている。
殻体１の外周にはギヤーまたはウオームギャーからなる被駆動体であるトルク伝達手段３が嵌着されている。
【００２２】
回転軸２が駆動されると後述するトルクを制御する手段を介して出力軸である被駆動体であるトルク伝達手段３が駆動されるトルク制御装置である。
【００２３】
以下、トルクを制御する手段について詳細に説明する。
回転軸２の外周には、伝達体４が回転軸２の外周と滑り合い相対的に回転可能であり、かつガタのないトマリバメ状態に嵌合されている。
【００２４】
嵌合部には、滑り軸受であるブッシュを具えることができ、ブッシュは、粉末冶金法で作られ、部分的にできた空隙に鉱油、合成油等の油や黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を包含させて注油を不要としたオイルレスメタルで構成することもできる。
【００２５】
伝達体４は、図４、５に示すように一端に円盤状のフランジ部５を、他端に円盤状であり、かつ後述するボール１３を受けるボール受部７が形成された押圧体６を具え、フランジ部５および押圧体６の内周には、ブッシュ８を設けることができる。
フランジ部５と押圧体６との間には中間部９が形成され、中間部９は、半円筒形に形成されている。
【００２６】
伝達体４の中間部９には環状形スプリング１０が挿入されている。
環状形スプリング１０は、本発明において最も重要な構成部材であり、図８、９、１０に示す形状であたり、その両端部のそれぞれに位相をずらして突起１１が形成されている。
環状形スプリング１０は、内周は、回転軸２を締めつけるシマリバメ状態に嵌合されて、両端面は、フランジ部５と押圧体６の内側端面に圧接状態に挿入されている。
【００２７】
トルク制止ストッパー２５が、殻体１の内側から突出して２個設けられており、環状形スプリング１０の位相をずらした２個の突起１１にそれぞれ当接できるように、環状形スプリング１０の２個の突起１１の間に位置して設けられている。
【００２８】
環状形スプリング１０は、スプリングと突起１１単体で構成することも可能であるが、図８に示すようなスプリング本体の両端部を内側に曲げた突出部を設け、これを別部材である突起１１を形成した環状リングに差し込んで一体のものとしたものでもよい。
また、スプリングの断面形状については、円形であっても矩形であってもよい。
【００２９】
受圧体１２は、図６、７に示すように一側にボール１３を受けるボール受部１２１が形成されており、他側に後述するコイルスプリングまたは皿バネ１４を受ける円形の凹溝が形成されている。
【００３０】
ボール１３は、押圧体６のボール受部７と受圧体１２との間に介在しコイルスプリングまたは皿バネ１４の弾発力を受けて圧接状態に介在している。
コイルスプリングまたは皿バネ１４は、受圧体１２と調整子１５との間に圧縮状態で挿入されている。
【００３１】
調整子１５は、一側にコイルスプリングまたは皿バネ１４を受ける円形の凹溝が形成されており、他側に後述するトルク調整ダイヤル１７の内端面と接触する面が形成されており、外周の一部には殻体１に形成された溝１８と係合する突出部１６が形成されており、殻体１の内周に軸方向には摺動自在であるが、回転は不能に嵌挿されている。
【００３２】
トルク調整ダイヤル１７は、殻体１の外周に設けたネジに螺合されており、回転させることにより殻体１の軸方向移動自在に嵌挿されている。
トルク調整ダイヤル１７には、殻体１の外周に係合して回転を止めるための回り止め用ソケットスクリュー１９が設けられている。
なお、トルク調整ダイヤル１７を別部材として設けないで、この部分を殻体１と一体のものとして構成し、トルク調整手段を設けないものとすることもできる。
【００３３】
トルク調整手段を設けない具体的な実施例は図１７に示す。
回転軸２の両端には、それぞれ座金２０を介してスラストベアリング２１が装着されており、それぞれの座金２０の外側にはゴミの侵入を防ぐダストシール２２が装着されている。
【００３４】
本発明のトルク制御装置において、トルクが正常に伝達されている場合と過負荷が発生してトルクの伝達を絶たれる場合の動作について説明する。
【００３５】
まず、トルクが正常に伝達されている場合について説明する。
回転軸２が駆動されると環状形スプリング１０は、内周が、回転軸２を締めつけるシマリバメ状態に嵌合され、両端面が、伝達体４のフランジ部５と押圧体６の内側端面に圧接状態に挿入されているから伝達体４にトルクが伝達され、順次ボール１３を介して受圧体１２に伝達され、受圧体１２のガイド溝２３に嵌合された殻体１の突出部２４から殻体１に伝達されトルク伝達手段３が駆動される。
【００３６】
過負荷が発生してトルクの伝達を絶たれる場合について説明する。
受圧体１２に伝達されたトルクが設定値より大きい場合には、コイルスプリングまたは皿バネ１４が縮み受圧体１２が後退し、ボール１３が受圧体４のボール受部７から外れて殻体１の回転が止まり、殻体１と伝達体４とが相対的に回転し、殻体１に設けたトルク静止ストッパー２５が環状形スプリング１０に設けた突起１１と接触して環状形スプリング１０を緩める捩じる力が作用する。
【００３７】
この場合において、環状形スプリング１０の２個の突起１１が位相をずらして設けられ、２個のトルク静止ストッパー２５が、２個の突起１１の間に位置して設けられているため、左右いずれの回転方向においても、トルク静止ストッパー２５が、いずれかの一つの突起１１と接触することとなる。
したがって、左右いずれの回転方向にも対応することができる。
【００３８】
この緩める捩じる力により環状形スプリング１０は径方向に拡張するため、回転軸２を締めつけるシマリバメ状態の嵌合が、両者の間に隙間ができるスキマバメ状態となる。
【００３９】
また、環状形スプリング１０は径方向に拡張することに伴って軸方向に緩められるため、伝達体４のフランジ部５と伝達体４の内側端面に圧接状態にあった環状形スプリング１０の端面は、フランジ部５と伝達体４の内側端面から離れ、両者の間に間隙ができる。
したがって、回転軸２と伝達体４とが相対的に空転することとなる。
【００４０】
そのため、伝達体４のボール受部７から外れたボール１３は過負荷が解消されない限り、再びボール受部７に戻ることがない。
【００４１】
よって、従来例のようにボールが窪みから連続的に繰り返し出入りして、異音や振動を発生したり、不都合な部品化の摩擦による発熱により高温となることもない。
さらに、伝達体４の回転軸２との嵌合部には、オイルレスメタルで構成されたブッシュ８を具えているので、両者が相対的に空転した場合の発熱を防げる。
【実施例２】
【００４２】
図１１〜１６に示したものであり、実施例１との基本的に相違する点は、実施例１では、ボール１３が、受圧体４のボール受部７から外れることにより伝達体４にトルクが伝達されないようにしているのに対して、実施例２では、押圧体６を凸状の角錐形部分２６が形成されたものとし、受圧体１２を該凸状の角錐形部分２６に対向してこれと係合する凹状の角錐形部分２７を具えたものとし、押圧体６の凸状の角錐形部分２６が受圧体１２の凹状の角錐形部分２７から外れることにより伝達体にトルクが伝達されないようにしている点である。
【００４３】
伝達体４を図１１、１２、１３に示す形状とし、伝達体４の一方の端部を凸状の角錐形部分２６とし、受圧体１２を図１４、１５、１６に示す形状とし、受圧体１２の伝達体に対向する端部を凹状の角錐形部分２７とするものである。
【００４４】
受圧体の外周の軸方向には、ガイド溝２８が形成されている。
この実施例は、伝達トルクが比較的小さい場合に適用され、ボールが不要であるから、部品点数を少なくできる。
【実施例３】
【００４５】
図１８に示したものであり、実施例１との基本的に相違する点は、殻体１の端部をドリルチャック２９を装着できる構成とし、ドリルやネジ切りタップを装着できるようにしたものである。
【００４６】
この場合には、トルク制御装置が比較的小径の円筒形であり、かつコンパクトであるため、従来のボール盤のスピンドルに簡単に装着することができる。
【実施例４】
【００４７】
図19に示した実施例４は、実施例3と基本的に相違する点は、ドリルチャック29を装着するにあたり、実施例3では殻体１の端部に装着しているのに対して、この実施例では、回転軸2に装着できる構成としたものである。
【００４８】
具体的には、殻体１の前部外周に設けたネジに螺合されており、回転させることにより殻体１の軸方向に移動自在に嵌挿され、内端面がコイルスプリングまたは皿バネ１４と殻体１の内端面の間に設けられた調整子１５と接するトルク調整ダイヤル１７が設けられており、回転軸2はトルク調整ダイヤル１７を貫通したものとし、回転軸2の前端部にドリルチャック29を装着できる構成とした。また、殻体１の外周にはトルク伝達手段3が設けられている。
【００４９】
この構成を採用することにより、ドリルチャック29の直後にトルク調整ダイヤル１７を位置させることが出来るから、トルク調整ダイヤル１７の操作が容易になる。
そればかりでなく、殻体１がトルク伝達手段3に連結される実施例3と比較して、回転軸2より太い殻体１を直接的に装着できるから、構造的に剛性の大きいものとすることができる。
【実施例５】
【００５０】
図２０に示した実施例５は、実施例４と基本的に相違する点は、実施例４では、殻体１の外周に歯車を装着してトルク伝達手段3に連結しているのに対して、この実施例では、殻体１の後端部にモールステーパーやブラウンシャープテーパー等のテーパーを形成した構成としたものである。
【００５１】
殻体１の後端部にモールステーパーやブラウンシャープテーパー等のテーパー部３０を形成しておけば、殻体１をボール盤や旋盤等のスピンドルに直接的に装着することが出来る。
【００５２】
テーパー部には、規格品として市販せれているテーパーアダプター３１を装着することも出来る。
この場合には、トルク制御装置付きのドリルチャックとして、ひとつのユニットとして取り扱うことができるから、汎用性の大きいそれ自体を単独で流通できる商品とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は下記の装置として利用できる。
（１）電動式ドリル、タッパーのトルク制御装置。
（２）ギャードモーターを用いた起重機用巻上機、エレベーター用巻上機、ウインチ、チエンブロック等のトルク制御装置。
（３）ウオームギャーを用いた電動式ドアーのトルク制御装置。
（４）歯車を用いた増速機や減速機のトルク制御装置。
（５）魚釣り用電動リールのトルク制御装置。
（６）デパート等において用いられるマネキン人形用ターンテーブルのトルク制御装置。
（７）扇風機の首振り装置のトルク制御装置
（８）トルク制御装置付きのドリルチャックユニット。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のトルク制御装置の断面図である。
【図２】本発明のトルク制御装置の平面図である。
【図３】本発明のトルク制御装置の側面図である。
【図４】伝達体の平面図である。
【図５】伝達体の側面図である。
【図６】受圧体の正面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】環状形スプリング平面図である。
【図９】環状形スプリングに突起１１を別部材の環状リングとした場合の平面図である。
【図１０】環状形スプリングに突起１１を別部材の環状リングとした場合の正面図である。
【図１１】実施例２における伝達体の側面図である。
【図１２】実施例２における伝達体の正面図である。
【図１３】実施例２における伝達体の上面図である。
【図１４】実施例２における受圧体の正面図である。
【図１５】実施例２における受圧体の側面図である。
【図１６】実施例２における受圧体の下面図である。
【図１７】実施例３におけるトルク制御装置の断面図である。
【図１８】実施例３におけるトルク制御装置の断面図である。
【図１９】実施例４におけるトルク制御装置の断面図である。
【図２０】実施例５におけるトルク制御装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１            殻体
２            回転軸
３            トルク伝達手段
４            伝達体
５            フランジ部
６            押圧体
７            ボール受部
８            ブッシュ
９            中間部
１０          環状形スプリング
１１          突起
１２          受圧体
１３          ボール
１４          コイルスプリングまたは皿バネ
１５          調整子
１６          突出部
１７          トルク調整ダイヤル
１８          溝
１９          ソケットスクリュー
２０          座金
２１          スラストベアリング
２２          ダストシール
２３          ガイド溝
２４          突出部
２５          トルク静止ストッパー
２６          凸状の角錐形部分
２７          凹状の角錐形部分２７
２８          ガイド溝
２９          ドリルチャック
【図１】
0005399533.tif 000002
【図２】
0005399533.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005399533.tif 000008
【図８】
0005399533.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005399533.tif 000011
【図１１】
0005399533.tif 000012
【図１２】
0005399533.tif 000013
【図１３】
0005399533.tif 000014
【図１４】
0005399533.tif 000015
【図１５】
0005399533.tif 000016
【図１６】
0005399533.tif 000017
【図１７】
0005399533.tif 000018
【図１８】
0005399533.tif 000019
【図１９】
0005399533.tif 000020
【図２０】
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